Diga qual dos compostos é o mais ácido. Justifique sua resposta.
a)
b)
Passo 1
a) Na letra a, a gente tem um fenol simples e um fenol com um grupo nitro. E precisamos decidir quem libera o com mais facilidade.
O mais ácido é aquele que tem a base conjugada mais estável.
A gente vai ter que estudar o que aquele grupo nitro faz na estrutura do fenol: ele tira elétrons por ressonância, tira elétrons por indução, injeta elétrons por ressonância ou injeta elétrons por indução?
Se ele retirar elétrons, ele vai estar espalhando a carga negativa da base conjugada, e aumentando a acidez do composto. Se ele injeta elétrons, ele vai deixar a base conjugada ainda mais desestabilizada, rica em carga negativa, e o ácido correspondente será fraco.
O efeito de ressonância geralmente é mais forte que o indutivo (a não ser para halogênios diretamente ligados ao anel benzênico). Então, vamos ver o que o grupo nitro faz na base conjugada.
Passo 2
A base conjugada do p-nitrofenol:
As cargas formais diferentes de zero estão indicadas na estrutura. Observe que o não tem nenhum par de elétrons pra doar pro anel benzênico. Mas pode receber um par de elétrons por ressonância, desde que o oxigênio ligado a ele retire seus elétrons:
Em comparação com a ressonância do fenol sem o grupo nitro:
Podemos ver que a presença do grupo nitro gera uma forma a mais de ressonância (na ressonância de cima existem 5 estrutura diferentes, uma aparece duas vezes) do que no fenol.
Quanto mais formas de ressonância, maior o espalhamento de carga, mais estável a base conjugada, mais forte o ácido.
Então o p-nitrofenol é um ácido mais forte do que o fenol.
Passo 3
b) No item b temos dois ácidos carboxílicos. O grupo age por indução, retirando elétrons do resto da estrutura, devido a eletronegatividade do .
Por isso, o grupo estabiliza a base conjugada do ácido, deixando o ácido mais forte.
Quanto mais perto os flúores estiverem do grupamento ácido, mais forte será o efeito indutivo e mais estabilizada será a base.
Assim, a base conjugada do primeiro ácido é mais estável que a base conjugada do segundo. O que faz com que o primeiro ácido seja o mais forte.
Resposta
a) p-nitrofenol
b)